Calculadora de caída de tensión · Colombia

Qué exige la NTC 2050 en Colombia

Los conductores de circuitos ramales deben dimensionarse para que la caída de tensión no exceda del 3 % en la salida más lejana, y de modo que la caída máxima combinada de alimentadores y circuitos ramales hasta la salida más lejana no exceda del 5 %. Así lo establece la NTC 2050 — Código Eléctrico Colombiano en los artículos 210-19, Nota 4, y 215-2, Nota 2.

La norma pone dos topes distintos, y la trampa está en el segundo. Si el alimentador que va del contador al tablero ya se lleva un 2,5 %, al circuito ramal más lejano solo le queda otro 2,5 % para no pasar del 5 % combinado, aunque por sí solo podría llegar al 3 %. A 120 V, con las corrientes que eso supone, ese margen se acaba rápido. La memoria de cálculo de esta página suma los tramos en serie para que lo veas antes de tender el cable.

La cuenta, paso a paso

Todo empieza por la corriente. Con la potencia conocida, se divide entre la tensión y el factor de potencia —y además entre √3 en trifásico—. Con esa corriente ya se puede aplicar la fórmula de caída, que crece con la longitud y con la corriente, y baja al aumentar la sección del conductor.

La calculadora trae los tres sistemas habituales en Colombia: monofásico a 120 V, bifásico a 240 V y trifásico a 208 V. Los dos primeros usan ΔV = 2·ρ·L·I·cosφ/S, porque la corriente va y vuelve por dos conductores; el trifásico equilibrado usa √3 en lugar de 2. Hay un paso que en Colombia no se puede saltar: la fórmula pide la sección en mm², así que el calibre AWG se convierte antes —12 AWG son 3,30 mm² y 10 AWG, 5,25 mm²—. La calculadora lo hace sola, y la lista completa está en la tabla de equivalencias AWG–mm².

Un ejemplo con cifras colombianas, comprobable a mano: una carga de 2 500 W a 10 metros en un circuito monofásico de 120 V, con conductor de cobre 12 AWG (3,30 mm²) y factor de potencia 0,9, da una corriente de 23,15 A, una caída de 2,21 V y un 1,85 %. Cumple el 3 %, pero con menos margen del que parece.

Por qué a 120 V la caída aprieta tanto

Es el rasgo que más distingue el cálculo en Colombia y el que más sorprende a quien viene de trabajar a 220 o 230 V. La caída porcentual no baja proporcionalmente con la tensión: baja con el cuadrado de la tensión. La misma carga a la mitad de tensión pide el doble de corriente, y ese doble de corriente recorre el mismo conductor.

En números, con el mismo 12 AWG del ejemplo: los 2 500 W a 10 metros caen un 1,85 % a 120 V y solo un 0,46 % a 240 V, la cuarta parte. Es exactamente (240/120)² = 4, y no la mitad, como dice la intuición.

La consecuencia práctica es que a 120 V la caída de tensión manda mucho antes de lo que se espera. Ese 12 AWG pasa del 3 % a partir de unos 16 metros de recorrido a 120 V; a 240 V aguantaría hasta unos 65 metros. En tramos largos conviene calcular la caída antes de elegir el calibre, no después.

Qué hacer cuando no cumple

Las opciones, de la más sencilla a la más cara: subir un calibre —de 12 a 10 AWG, por ejemplo—, acortar el recorrido acercando el tablero, dividir la carga en más circuitos ramales o pasarla a 240 V cuando el equipo lo admita. Esta última es la que más rinde en Colombia: por el cuadrado de la tensión, la caída baja a la cuarta parte. Cuando un tramo no cumple, la calculadora te sugiere el calibre comercial mínimo que sí lo hace.

Cumplir la caída no basta: el calibre también tiene que aguantar la corriente según la Tabla 310-16, y en 14, 12 y 10 AWG la protección no puede pasar del tope del asterisco. El calibre que se instala es el mayor de los dos criterios. Para el segundo están la calculadora de calibre de cable y la Tabla 310-16 completa; y la guía paso a paso junta los dos en un solo procedimiento.

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